医疗电子用低功耗2.4GHz收发器及其设计

2008-12-12 16:09:12来源: 电子系统设计

  穿戴式监控系统,如健康秤、血压监控器和峰值流量仪等各种健康设备能够及时提供促进性反馈信息,鼓励个人行为的改变。用户可以在日常生活中即刻了解到个人健康数据。这样的系统要求即使在最恶劣的2.4GHz工作环境中,收发器也能提供出色的ad hoc点到点传输能力。哪种无线收发器能满足该要求,其设计实现又有何诀窍?本文将给你答案。

  在美国无线健康监控技术领域的先驱FitSense公司的ActiHealth BodyLAN系统中,采用的是Nordic的nRF2401A 2.4GHz收发器。

  BodyLAN是一种获得专利的ULP无线个域网(PAN),能够控制和响应小型化健康与平安测量传感器或致动器。这些系统一般足够高效紧凑,能够让纽扣电池寿命高达两年。ActiHealth则是一种提供安全端到端数据的网络,让保健与平安计划提供商能够轻松处理个人健康数据,并向其成员呈交反馈信息。ActiHealth全天运动监控传感器可监控运动参数,比如卡路里燃烧、运动持续时间、距离以及总步数。此外,BodyLAN无线协议已嵌入在包括健康秤、血压监控器和峰值流量仪(FEV2和FEV6)等各种健康设备中。这种穿戴式监控系统能够及时提供促进性反馈信息,鼓励个人行为的改变。用户可以在日常生活中即刻了解到个人健康数据。

  ActiHealth传感器可通过一个ActiLink无线收发器在30到100 英尺(10到30米)的范围内自动上传数据。汇总后的数据再利用一台PC机,经由一个ActiLink无线连接被上传给FitSense安全数据服务器(如果需要,发送到健保及平安提供商的服务器)。FitSense提供了一块ActiHealth个人仪表板PC应用,用于开发和管理私人监控计划。

  即使在最恶劣的2.4GHz工作环境中,nRF2401A在提供ad hoc点到点传输方面的能力也非常出色。若BodyLAN应用需要在单个位置上整合数以百计的无线传感器,并期望在其它2.4GHz源(比如蓝牙无线技术和Wi-Fi)的情况下也能够工作,这种能力至关紧要。

  取得这种成绩的关键在于Nordic独有的ShockBurst技术。这种技术存储并以短效突发脉冲自动发射数据(例如,前导码长度只有8位,而目前市场上技术一般是16位),从而能把功耗和数据包冲突的可能性降至最低。

  流行的蓝牙无线技术并不适合于这种应用。原因在于蓝牙无线技术的同步要求,该要求迫使功耗(及其它因素)上升到过高的数量级,也导致成本比基于Nordic的解决方案增加200%。

  FitSense要求3V的纽扣型电池传感器寿命为1到2年,因为这些传感器必须是轻巧可穿戴的。Nordic的nRF2401A具有超低功耗,能够满足这一关键规格。

  关于nRF2401A

  nRF2401A收发器工作在全球2.4GHz ISM(工业、科研、医学)无线电频段,其采用高级频率捷变协议从而实现了与其它诸如Wi-Fi(无线局域网)、蓝牙、无绳电话等2.4GHz系统以及诸如微波炉等环境RF噪声源共存的出色性能。

  每对nRF2401A无线连接可实现最大1 Mbit/s的数据速率,同时其功耗仅为接收模式(RX) 18mA,发射模式(TX)-5 dBm输出功率10.5mA。

  其它特点包括一个内建的可以很容易实现显著降低功耗的掉电模式。

  即使在50米的通信距离下,Nordic半导体nRF2401A极低功耗的特性(包括自动确保仅在最短的发送阶段打开无线然后回到功耗极低的睡眠模式的ShockBurst技术)使得Keyspan实现了采用两节1.5V标准AA电池供电,在每天10到15分钟持续工作的条件下,遥控器的电池寿命达3到4个月。

关键字:监控  无线收发器  服务器  安全数据

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2008/1212/article_454.html
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